24 Bit oder 16 Bit, der Mythos ist geplatzt!

  • Ich würde gerne die Meinungen von Forumsmitgliedern zu diesem Webartikel hören. Google Translate kann ihn bei Bedarf wahrscheinlich vom Englischen in eine andere Sprache übersetzen.

    24bit vs 16bit, the myth exploded!
    It seems to me that there is a lot of misunderstanding regarding what bit depth is and how it works in digital audio. This misunderstanding exists not only in…
    www.head-fi.org

    Ich spiele alle GrandOrgue Sample Sets mit 16 Bit und 44 kHz ab und kann bei höheren Bitraten (20 oder 24) keine Qualitätsverbesserung feststellen.

  • Eine große Orgel mit vielen Registern erreicht ca 90 - 110 Dezibel. Das liegt schon im Discobereich

    Der Dynamikumfang der Orgel beträgt ca 40 - 50 dB. Bei Hochdruckorgeln bis 60 dB. Zieht man von 110 dB den Dynamikumfang von 50 - 60 dB ab hat ein einzelnes Register ca 50 - 60 dB. Das ist weit vom Grundrauschen heraus.

    Diesen gesamten Dynamikbereich kann man ohne Verluste mit 16 Bit darstellen. Oft denken viele Menschen dass 24 Bit eine feinere Abstufung der Amplituden erlaubt als nur 16 Bit. In Wahrheit aber nur eine größere Dynamik verarbeiten kann als sie von einer Orgel erreicht wird. Das wird in dem Artikel sehr einleuchtend und sachlich richtig erklärt.

    Somit ist die Aussage von Pneuma richtig, dass er keinen Qualitätsunterschied zwischen 16 Bit und 24 Bit feststellen kann.

    Simples Beispiel:

    Wenn ich mathematisch nur in einem Zahlenbereich von 0 bis 100 rechne ist es unrelevant ob z.B. ein Rechner auch noch Zahlen bis 200 oder mehr verarbeiten kann.

  • Danke für die Erläuterung,

    meine Beobachtung ist ähnlich, Unterschied 16 zu 24 bit = Speicherbedarf und damit Ladezeit, aber kein hörbarer Unterschied.
    Dachte bisher das liegt an meinen inzwischen schon etwas älteren Ohren...

    Und damit ist auch einleuchtend, warum bei HW standardmäßig 16 bit voreingestellt sind.

  • Der Dynamikumfang der Orgel beträgt ca 40 - 50 dB. Bei Hochdruckorgeln bis 60 dB. Zieht man von 110 dB den Dynamikumfang von 50 - 60 dB ab hat ein einzelnes Register ca 50 - 60 dB. Das ist weit vom Grundrauschen heraus.

    Dem muss ich in Teilen widersprechen. Gerade bei romantischen Orgeln, oft auch mit vielen und/oder Hochdruckregistern, gehen die sehr leisen Register nahezu im Eigenrauschen der Orgel unter und sind im Kirchenschiff gerade noch wahrnembar (das ist ja auch der Sinn dabei). Das liegt daran, dass bei diesen Orgeln derart viel Wind an allen Ecken und Enden entweicht, dass man einen sehr hohen Eigenrauschpegel hat.

    Da man dieses Eigenrauschen beim Sampling entfernen muss, hilft die höhere Auflösung in der Tat beim Denoising. Das Rauschen lässt sich damit besser und mit weniger Beeinflussung des Nutzsignals entfernen.

    Was nun die Wiedergabe des Samplesets angeht: Bis auf ganz wenige Situationen wird man vermutlich tatsächlich keinen Unterschied wahrnehmen. Da meine Ohren auch nicht mehr die jüngsten sind, kann ich das aber nicht wirkich objektiv bewerten. Man kann einen bemerkbaren Unterschied provozieren, wenn mann die Hallfahnen mit überhöhter Lautstärke ins Nichts ausklingen lässt. Dann wird das Quantisierungsrauschen hörbar, und das ist eben bei 16dB Auflösung und gleichem Maximalpegel entsprechend höher. In einer "realistischen" Wiedergabesitutation, also bei Pegeln, wo einem die Tuba dann nicht den Lautsprecher oder die Ohren zerstört und man das Windgeräusch der Orgel wieder dazunimmt, ist das nicht mehr hörbar. (Meine Meinung)

    Es gibt aber ausreichend Kunden, die genau das ausprobieren und dann erwarten, dass das ins Nichts ausklingende Dulciana, das man im Original schlicht nicht mehr wahrnehmen würde, absolut natürlich klingt. Dafür treibt man als Hersteller eben etwas Mehraufwand, denn man möchte auch diese Kunden zufriedenstellen.

  • Dank GrandOrgue 3.15 und neueren Versionen nutze ich jetzt 24-Bit, verlustfrei und polyphasig. Ich verwende 48K-Rate und Single Release. Es ist sehr schwierig, Störungen zu verursachen! Ich habe festgestellt, dass die Core-Thread-Anforderungen der i7-CPU geringer sind, wenn man die Sample-Sets mit den gleichen Bits lädt, die beim Erstellen verwendet wurden. Vielleicht muss die CPU auf dem Kopf stehen und Tricks anwenden, um die Samples herunterzubiten? Ist das möglich? Andererseits ist der Speicherbedarf bei 24-Bit natürlich höher als bei 16-Bit.

    • Official Post

    ReinerS

    Die Aussage von Pneuma war ja, dass er bei gleicher Abtastrate keinen Unterschied zwischen. 16 bit und 24 bit feststellen kann. Dazu ist es empfehlenswert den von ihm eingestellten Artikel genau zu lesen.

    Ich habe ja ca 90 - 110 Dezibel geschrieben. Natürlich gibt es auch Orgeln die in den Spitzenwerten darüber liegen.

    Selbst wenn das leiseste Register fast im Rauschen untergeht reichen 16 bit für eine Dynamik von 120dB völlig aus.

    Eine Qualitätsverbesserung erhält man bei annähernd gleicher Dynamik nur wenn man eine höhere Anzahl von bits UND eine höhere Abtastrate hat. Das war nicht die Frage von Pneuma

    Oft werden hier bei einer allgemeinen Betrachtung sofort Grenzwerte als Maß aller Dinge definiert

    Wer mag kann natürlich gerne Speicherplatz dafür freigeben. Und damit man etwas von den 24 bit hat seine Audioanlage um ein paar Tausend Euro aufmotzen, usw.

  • dass die Core-Thread-Anforderungen der i7-CPU geringer sind, wenn man die Sample-Sets mit den gleichen Bits lädt, die beim Erstellen verwendet wurden. Vielleicht muss die CPU auf dem Kopf stehen und Tricks anwenden, um die Samples herunterzubiten? Ist das möglich? Andererseits ist der Speicherbedarf bei 24-Bit natürlich höher als bei 16-Bit.

    Wenn die Samples in 24 Bit vorliegen, dann muss es natürlich von 24 Bit auf 16 Bit umgewandelt werden was schon etwas Arbeit von der CPU bedeutet. Aber eigentlich sollte dies ja nur beim ersten Mal passieren, da die umgewandelten Daten dann im Cache liegen. Den Cache hast du eingeschaltet?

    Das GrandOrgue überhaupt auf einen i7 eine nennesnwert Last erzeugt kann ich mir ehrlich gesagt nicht vorstellen. Selbst auf meinem PC Stick mit einem uralten Atom Celeron Tablet Prozessor läuft dieser mit GrandOrgue und aktiven Spielen eigentlich im Lerlauf. Auf dem gleichen Prozessor schaffe ich mit OrganTEQ zwei Töne zu berechnen und mit Sweelinq und einem Register mit Mühe und not einen Akkord.

  • Sorry, falls der nachfolgende Artikel aus sonus paradisi gerade in die Problematik nicht genau passen sollte. Als Techniklaie habe ich mich immer gewundert, dass die Samples der Firma Korg nur mit 16 bit auflösen. Wohl um Speicher zu sparen? Aber warum nicht wie bei Hauptwerk mit 24 bit? Schön dass ihr an diesem Thema dran seit.

    Hier zur Erinnerung auf deutsch von der Homepage http://www.sonus-paradisi.cz:

    Während der Arbeit am Utrecht-Update bekomme ich eine Reihe nützlicher Fehlerberichte von Benutzern, die helfen, das Beispielset zu verbessern. Allerdings habe ich auch einen "Fehlerbericht" von einem Benutzer erhalten, der mir eine hohe Menge an Verzerrung und Rauschen im Sampleset demonstriert hat. Ich habe mit der Untersuchung des Problems begonnen und dies ist das Ergebnis: Sie sollten immer versuchen, das Sample-Set mindestens in einer Auflösung von 20 Bit zu laden.

    Wenn eine Abtasttiefe von 16 Bit oder sogar eine Tiefe von 14 Bit verwendet wird, sind die Ergebnisse möglicherweise nicht ganz musikalisch. Die harmonische Verzerrung und das Quantisierungsrauschen (Rauschen) manifestieren sich in großen Mengen (insbesondere bei 14-Bit) aufgrund des Downsamplings, und die leisesten Teile des Audiomaterials brechen aufgrund des hohen Grundrauschens der 16-Bit- oder 14-Bit-Sample-Auflösung auf. Ich kann nicht empfehlen, meine Sample-Sets in 14-Bit-Auflösung zu laden und die 16-Bit-Tiefe ist nur "ausreichend", aber nicht "ausgezeichnet".

    Es folgt eine kleine Demonstration. Im folgenden Beispiel werden nur drei Register verwendet: Prestant 8, Hohlpipe 8 und Oktave 4 des Utrecht Rugwerk. Ein wiederholter Akkord wird in verschiedenen Bitauflösungen gespielt und die Ergebnisse sind unten zum direkten Vergleich angegeben, zusammen mit einer spektralen Visualisierung des Audios, das über den internen Hauptwerk-Recorder aufgenommen wurde. Die schwarzen Flächen in der Visualisierung stellen eine digitale Stille dar, je mehr Farbe - desto mehr Klang (Rauschen ist in der Regel violett, Audiosignal rot oder gelb). Die vertikale Achse ist logarithmisch (Hz), die horizontale Achse stellt die Zeit dar. Die Aufnahme erfolgte mit dem Hauptwerk v 4.0 und deaktivierter Interpolation, so dass jegliche Interferenz durch den Hauptwerk Repitching-Algorithmus verhindert wird. (Siehe anderen Beitrag, um den Einfluss des Repitchings ohne die richtige Filterung auf die Qualität Ihres Hauptwerk-Audios zu sehen und zu hören). Bei den folgenden Audiodateien handelt es sich um direkte Hauptwerk-Aufnahmen ohne weitere Bearbeitung (mit Ausnahme eines winzigen Ein- und Ausblendens des Beispiels mit dem Gebläsegeräusch). Die Bitrate beträgt 48 kHz im Plain-Wave-Format.

    Sample-Set in 24-Bit-Tiefe geladen - die gesamte Audioleistung ist perfekt. Es gibt kein Rauschen in den Releases, die Releases werden in ihrer Gesamtlänge bis zum Schluss abgespielt, einfach klar und exzellenter Klang. (Hauptwerk-interner Rekorder muss auf 32-Bit-Aufnahme eingestellt sein!)

    Sample-Set in 20-Bit-Tiefe geladen - alles ist wieder in Ordnung! Dies ist meine bevorzugte Wahl zum Laden von Sample-Sets, die 20-Bit-Auflösung spart viel RAM und behält gleichzeitig die Klarheit und Exzellenz des Audios bei.

    Sample-Set wird in 16-Bit-Tiefe geladen - ein gewisses Quantisierungsrauschen beginnt sich vor allem in den Releases zu manifestieren (das Rauschen steigt, wenn mehr und mehr Pipes gleichzeitig gespielt werden), die leisesten Teile der Releases werden nicht wiedergegeben (Audio bricht ab, wenn sich das Grundrauschen der 16-Bit-Auflösung nähert). Harmonische Verzerrungen sind immer noch akzeptabel. Dies ist eine "Notfall"-Auflösung und kann verwendet werden, wenn nicht genügend Ressourcen (RAM) zum Laden mit höherer Bitrate vorhanden sind.

    Sample-Set in 14-Bit-Tiefe geladen - die Auflösung ist musikalisch nicht nutzbar! Die harmonische Verzerrung ist in der gesamten Musik deutlich präsent, das digitale Rauschen, das von der Quantisierung ausgeht (Downsampling ohne das entsprechende Dithering), ist zu ausgeprägt, um ein musikalisch ansprechendes Vorhören zu ermöglichen.

    Alle oben genannten Beispiele wurden ohne Gebläsegeräusch aufgenommen. In der letzten Aufnahme können Sie den Einfluss des Gebläsegeräuschs hören und sehen.

    Das zweite Beispiel ist die Verwendung eines einzigen Tones - hohes g oder die Waldflöte 2 des Bovenwerks (getremmt).

    24-Bit---- Audio-W_24bit hören | Sehen Sie sich die Visualisierung mit einer Erklärung an

    20-Bit---- Audio-W_20bit hören | Sehen Sie sich die Visualisierung mit einer Erklärung an

    16-Bit---- Audio-W_16bit hören | Sehen Sie sich die Visualisierung mit einer Erklärung an

    14-Bit---- Audio-W_14bit hören | Sehen Sie sich die Visualisierung mit einer Erklärung an

    Ich kann nicht mehr betonen, wie wichtig es ist, den Stichprobensatz in einer ausreichenden Auflösung zu laden. Die gute Wahl ist 20-Bit.

    Nun können Sie dem Beitrag folgen, in dem der Einfluss der Hauptwerk-Interpollation (Repitching-Algorithmus) auf die Qualität Ihrer Audioausgabe beschrieben wird.

  • Bei dem Thema gibt es keinen Mythos, dafür aber neue Missverständnisse.

    Der Artikel beginnt mit "It seems to me that there is a lot of misunderstanding regarding what bit depth is and how it works in digital audio".

    Der Artikel ist interessant, deckt aber überhaupt nicht die Anforderungen eines Samplers ab. Eine CD mit 16-Bit ist völlig in Ordnung. Dafür ist der verlinkte Artikel geeignet. In den Samplern wird aber oft gepicht und aufgrund des verwendeten Temperaments Töne "verschoben". Bei den Releases werden je nach Länge des Halls hunderte von Samples zusammengemixt. Für die vielen Berechnungen reichen 16 Bit nicht mehr aus.

    Aus dem "Hauptwerk-Handbuch":
    "The 20-bit option is especially useful since it gives most of the audible benefits of a 24-bit resolution, but without using much more memory than loading in 16-bit without compression."

  • Vielleicht als sinnvollen Ansatz:

    External Content www.youtube.com
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    Through the activation of external content, you agree that personal data may be transferred to third party platforms. We have provided more information on this in our privacy policy.

    Vor allem scheint eine möglichst hohe Auflösung zumindest bei der Aufnahme sinnvoll zu sein. Danach wohl nicht mehr so.

  • Ich könnte jetzt, analog zu dem, was ich hier geschrieben habe

    ( -jedes-register-einzeln-schwellbar- )

    einfach sagen:

    Es ist ziemlich egal ob jemand mit drei oder mit drei-hundert-dreißig und drei verschiedenen Farben NICHT malen kann...

    Wahrscheinlich herrscht (gut gemacht, liebe Marketing Abteilung) in vielen Köpfen immer noch die Vorstellung, dass ein Foto die Wirklichkeit abbildet und eine Mikrofon Aufnahme (oder gar ein Sampleset) fast noch besser als die Realität wäre...

    Und dann könnte mann vielleicht wirklich auf die Idee kommen, dass mann etwas nur klein genug zerlegen müßte und schon hätte man etwas, was man nicht mehr von dieser Realität unterscheiden könnte...

    (mehr Konjunktionitiv gibt's nicht geht nicht)


    Sehr unterhaltsam und vor allem erhellend:

    David Kriesel: traue keinem Scan, den Du nicht selbst gefälscht hast... 

  • und eine Mikrofon Aufnahme (oder gar ein Sampleset) fast noch besser als die Realität wäre...

    Genau das ist aber die Realität der Samplesets. Sie sind besser als die Realität. Das fängt dabei an, dass die Aufnahme von Positionen gemacht werden, an denen kein Zuhörer sitzt. Verstimmte oder defekte Töne werden korrigiert. Der gesamte Klang wird optimiert und unterschiedliche Ansprache der Pfeifen angepasst.

    Und als Orgelspieler sage ich: Predigerkirche, Büßleben und co klingen als Spieler an der Orgel im Vergleich zu den Sets misserabel. Aber ich kann mich als Spieler ja nicht in den Raum setzen (in der Regel).

  • Und als Orgelspieler sage ich:

    und ich sage als Orgelspieler: jedem Beitrag zu diesem Thema, der die Worte "besser...als" enthält, widerspreche ich.

    Fängt schon damit an, wann ich zuletzt meine Ohren mit Wattestäbchen geschmirgelt habe, über die Qualität der Lautsprecher, über die Kunst des Orgelbauers, über die Raumverhältnisse, über und über und zuletzt, ob ich morgens oder abends höre. So ist das eben .

    Die Behauptung, dass die Samplesets die Qualität des Originals übertreffen, halte ich für gewagt. Man könnte auch zuerst die Orgel stimmen. Mein subjektiver Eindruck ist gerade umgekehrt.:S Wo ich als Spieler sitze, ist für mich kein Kriterium. Ich kann ja spielen lassen., wenn ich nur hören will.


    Michael

  • I find 24 bit much more satisfying than 16. I suspect it may be related to all the cpu-crunching going on in the background to merge hundreds (thousands) of samples together. If you listen to a live recording made at 16 bits and one at 32 you may well not tell the difference. Except I do wonder if all this nostalgia for vinyl might be because back in the day 16 bit was the only option?

    If you have a large sample set (multi perspective), and you use lossless compression, you may find your cpu gets overloaded when playing with lots of polyphony.